DE68910525T2

DE68910525T2 - MACHINE WITH RADIAL CYLINDERS.

Info

Publication number: DE68910525T2
Application number: DE89907634T
Authority: DE
Inventors: Alfred Mayne
Original assignee: Split Cycle Technology Ltd
Current assignee: Split Cycle Technology Ltd
Priority date: 1988-06-28
Filing date: 1989-06-27
Publication date: 1994-03-31
Anticipated expiration: 2009-06-28
Also published as: JPH0711241B2; US5146880A; EP0422082A1; EP0422082B1; WO1990000218A1; DE68910525D1; JPH04502047A; EP0422082A4

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf die Umwandlung einer Linear- in eine Rotationsbewegung in Maschinen, wie z.B. ein sich hin-und herbewegender Kolben in Verbrennungsmotoren und Flüssigkeitspumpen.The present invention relates to the conversion of linear to rotary motion in machines such as a reciprocating piston in internal combustion engines and fluid pumps.

Im allgemeinen wird die Umwandlung einer Linear- in eine Rotationsbewegung in Maschinen durch eine Kurbel und eine Pleuelstange ausgeführt. Trotz der vielen Nachteile dieses im Fachgebiet gut bekannten Mechanismus, wurde für viele Anwendungen bisher keine bessere Lösung gefunden.Generally, the conversion of linear into rotary motion in machines is carried out by a crank and a connecting rod. Despite the many disadvantages of this mechanism, which is well known in the field, no better solution has yet been found for many applications.

Brief description of the state of the art

Beispiele von Maschinen, die eine Alternative zur Kurbel und Pleuelstangen-Anordnung bilden, sind in den australischen Patenten AU-B-65 873/74, AU-B-64 760/74, in den US-Patenten 2 032 495 und 3 572 209, in der europäischen Patentanmeldung 64726, in der UK-Patentanmeldung 476 247 und den PCT-Patentbeschreibungen WO 86/06134 und WO 86/06787 angeführt.Examples of machines which provide an alternative to the crank and connecting rod arrangement are given in Australian patents AU-B-65 873/74, AU-B-64 760/74, US patents 2 032 495 and 3 572 209, European patent application 64726, UK patent application 476 247 and PCT patent specifications WO 86/06134 and WO 86/06787.

Ein Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist es, einen praktischen Mechanismus für die Umwandlung einer hin-und hergehenden Bewegung in eine Rotationsbewegung in einer Maschine aufzuzeigen.An object of the present invention is to provide a practical mechanism for converting reciprocating motion into rotary motion in a machine.

AU-B-65 873/74 beschreibt einen Rotationsmotor mit einem im allgemeinen dreieckigen Hauptrotor, der sich auf einer Welle dreht, mit einem Umlauf-Sekundärrotor mit drei unter gleichen Winkeln beabstandeten sich radial erstreckenden kreisförmigen Nocken an jedem Scheitelpunkt des Hauptrotors.AU-B-65 873/74 describes a rotary engine having a generally triangular main rotor rotating on a shaft, with an orbiting secondary rotor having three equally spaced radially extending circular cams at each apex of the main rotor.

WO 86/06134 bezieht sich eng auf AU-B-65 873/74 und weist die gleiche allgemeine Anordnung der Sekundärrotoren, die drehbar am Scheitelpunkt eines Hauptrotors angeordnet sind, auf. Auch hier gibt es keine direkte mechanisache Verbindung zwischen den Sekundärrotoren und dem Motorgehäuse oder dem Hauptrotor.WO 86/06134 is closely related to AU-B-65 873/74 and has the same general arrangement of secondary rotors rotatably mounted at the apex of a main rotor. Again, there is no direct mechanical connection between the secondary rotors and the motor housing or the main rotor.

DE-C-652 328 zeigt eine Kolbenanordnung in Paaren.DE-C-652 328 shows a piston arrangement in pairs.

Summary of the invention

Die Erfindung bezieht sich auf eine Maschine mit einer Primärachse, bestehend aus:The invention relates to a machine with a primary axis, consisting of:

einer Anzahl von sich hin-und herbewegenden Kolben, die radial zur Primärachse angeordnet sind unda number of reciprocating pistons arranged radially to the primary axis and

einer kreisförmigen Anordnung von Nockenwellen für eine orbitale Zwangsbewegung um die Primärachse, wobei jede Welle um eine jeweilige Sekundärachse parallel zur Primärachse drehbar ist und die Ebenen der Nocken etwa in der Radialebene der Kolben liegen und in der während der Drehung und der Orbitalbewegung der Wellen und der hin-und hergehenden Bewegung der Kolben jeder Kolben im wesentlichen einen kontinuierlichen Kontakt mit mindestens einem Nocken während jedes Zyklus der hin-und hergehenden Bewegung des Kolbens behält und dadurch gekennzeichnet, daß die Nockenwellen über ein Getriebe mit einer Geschwindigkeit angetrieben werden, die ein vorher festgelegter Bruchteil ihrer Umlaufgeschwindigkeit ist und die angrenzenden Nockenwellen sich teilweise überlappen, so daß ein im wesentlichen zeitverzögerungsfreier Übergang zwischen jedem aufeinanderfolgenden Zyklus der Hin-und Herbewegung jedes Kolbens, definiert durch den Zeitraum zwischen dem Kontakt und der Trennung der jeweiligen aufeinanderfolgenden Nocken und des Kolbens vorhanden ist.a circular array of camshafts for constrained orbital motion about the primary axis, each shaft being rotatable about a respective secondary axis parallel to the primary axis, the planes of the cams lying approximately in the radial plane of the pistons, and in which, during rotation and orbital motion of the shafts and reciprocating motion of the pistons, each piston maintains substantially continuous contact with at least one cam during each cycle of reciprocating motion of the piston, and characterized in that the camshafts are driven via a gear train at a speed which is a predetermined fraction of their orbital speed, and the adjacent camshafts partially overlap so that there is a substantially instantaneous transition between each successive cycle of reciprocating motion of each piston, defined by the period between contact and separation of the respective successive cams and the piston.

Vorzugsweise sind die Kolben in Paaren angeordnet und die Kolben jedes Paares pumpen Flüssigkeit von einem Paar zum anderen in Reaktion auf die Hin- und Herbewegung des Kolbens in einer solchen Weise, dar im wesentlichen eine asynchrone Hin- und Herbewegung der Kolben jedes Paares beibehalten wird.Preferably, the pistons are arranged in pairs and the pistons of each pair pump fluid from one pair to the other in response to the reciprocating motion of the piston in such a manner as to maintain substantially asynchronous reciprocating motion of the pistons of each pair.

Vorzugsweise weist die Maschine weiterhin eine Hauptwelle auf, die um die Primärachse drehbar ist und die sich in einer Drehmomentübertragungsverbindung mit der Anordnung der Nockenwellen befindet. Die Hauptwelle kann einen starr verbundenen Radialsteg aufweisen, der jede Nockenwelle in einer festen Position in bezug auf den Steg und gleich beabstandet über einen Teilkreis des Steges lagert. Es ist ein Vorteil zwei solcher Stege zu haben, die entlang der Hauptwelle beabstandet sind und drehbar die Nockenwellen im Winkelraum dazwischen lagern.Preferably, the machine further comprises a main shaft, which is rotatable about the primary axis and which is in torque transmitting connection with the arrangement of camshafts. The main shaft may have a rigidly connected radial web which supports each camshaft in a fixed position with respect to the web and equally spaced over a pitch circle of the web. It is an advantage to have two such webs spaced along the main shaft and rotatably supporting the camshafts in the angular space therebetween.

Vorzugsweise wird das vorher festgelegte Verhältnis der Rotationsgeschwindigkeiten zu den Umlaufgeschwindigkeiten der Nokkenwellen durch sich im Eingriff befindende Planetenzahnräder und Zahnkränze beeinflußt, wobei die Planetenzahnräder starr konzentrisch mit jeder Welle verbunden sind und der Zahnkranz konzentrisch zur Primärachse befestigt ist. Der Zahnkranz kann an einem Gehäuse befestigt sein, das drehbar die Hauptwelle mittels geeigneter Lager abstützt.Preferably, the predetermined ratio of the rotational speeds to the orbital speeds of the camshafts is influenced by meshing planetary gears and ring gears, the planetary gears being rigidly connected concentrically to each shaft and the ring gear being fixed concentrically to the primary axis. The ring gear may be fixed to a housing which rotatably supports the main shaft by means of suitable bearings.

Günstig ist es, wenn jeder Kolben in einem Zylinder aufgenommen ist und gemeinsam eine untere Kammer mit variablen Volumen bildet, die eine Flüssigkeitspumpenkammer radial zum Kolben darstellt und die mit einer zwischen den jeweiligen Pumpenkammern des Kolbenpaares in Reaktion auf die Hin-und Herbewegung des Kolbens zu pumpenden Flüssigkeit gefüllt ist. Jeder Kolben und der jeweilige Zylinder können auch eine obere Kammer mit variablen Volumen bilden, die radial außerhalb des Kolbens zwischen einem Deckel des Kolbens und einem radial äußeren geschlossenen Ende des Zylinders angeordnet ist und die als konventionelle Verbrennungskammer dienen kann.Conveniently, each piston is housed in a cylinder and together defines a variable volume lower chamber which constitutes a liquid pumping chamber radial to the piston and which is filled with liquid to be pumped between the respective pumping chambers of the piston pair in response to the reciprocating movement of the piston. Each piston and the respective cylinder may also define an upper variable volume chamber which is arranged radially outwardly of the piston between a cover of the piston and a radially outer closed end of the cylinder and which may serve as a conventional combustion chamber.

In einer bevorzugten Ausführung der Erfindung besteht jeder Kolben aus getrennten Deckel- und Bodenhälften, die halbstarr durch mindestens eine radial ausgerichtete Stange verbunden sind, die dichtend durch eine Zwischenquerwand des Zylinders verläuft, um eine Flüssigkeitspumpenkammer zwischen der Kolbenbodenhälfte und der Zwischenzylinderwand, der oberen Kammer mit variablem Volumen, die obere Kammer mit variablem Volumen zwischen der Kolbendeckelhälfte und dem geschlossenen Ende des Zylinders und um eine Zwischenkammer mit variablem Volumen zwischen der Kolbendeckelhälfte und der Zwischenzylinderwand zu bilden. Die Zwischenkammer mit variablen Volumen kann eine Induktionskammer darstellen, um das Pumpen von Luft oder einer Luft/Kraftstoffmischung in die Verbrennungskammer als Teil des Verbrennungsprozesses zu bewirken und/oder zu steuern.In a preferred embodiment of the invention, each piston consists of separate crown and base halves which are semi-rigidly connected by at least one radially oriented rod which extends sealingly through an intermediate transverse wall of the cylinder to define a liquid pumping chamber between the piston crown half and the intermediate cylinder wall, the upper chamber with variable volume, the upper chamber with variable volume between the piston head half and the closed end of the cylinder and to form an intermediate variable volume chamber between the piston head half and the intermediate cylinder wall. The intermediate variable volume chamber may provide an induction chamber to effect and/or control the pumping of air or an air/fuel mixture into the combustion chamber as part of the combustion process.

Die Induktionskammer kann Einlaß- und Übertragungsöffnungen aufweisen, die durch ihre Zylinderwand verlaufen und in zeitlich abgestimmter Relation zur Kolbenbewegung durch die obere Kolbenhälfte in der Art und Weise der konventionellen Zweitakt-Steuerschlitzsteuerung geöffnet und geschlossen werden.The induction chamber may have intake and transfer ports extending through its cylinder wall and opened and closed in timed relation to piston movement by the upper piston half in the manner of conventional two-stroke timing port control.

In einer Ausführung liegen die Nocken der Nockenwellen in einer gemeinsamen Ebene und überlappen sich während der Drehung an ihren Spitzen mit den Spitzen der Nocken jeder angrenzenden Nockenwelle. Die Nocken jeder Welle besitzen eine Querkerbe, die der Querkerbe der Nocken beider angrenzenden Nockenwellen symmetrisch gegenüberliegt.In one embodiment, the cams of the camshafts lie in a common plane and, during rotation, overlap at their tips with the tips of the cams of each adjacent camshaft. The cams of each shaft have a transverse notch that is symmetrically opposite the transverse notch of the cams of both adjacent camshafts.

In einer anderen Ausführung liegen die Nocken der Nockenwellen in zwei benachbarten parallelen Ebenen und die Nocken der angrenzenden Wellen liegen in der einen oder in der anderen der beiden Ebenen. Bei der Drehung überlappen sich die Nocken der benachbarten Wellen eng.In another design, the cams of the camshafts lie in two adjacent parallel planes and the cams of the adjacent shafts lie in one or the other of the two planes. When rotating, the cams of the adjacent shafts closely overlap.

Als ein anderes bevorzugtes Merkmal kann jeder Nocken eine Führungskante mit einem erhöhten Abschnitt aufweisen, der so angeordnet ist, daß er einen Punkt, eine Linie oder eine Fläche für den Anfangskontakt zwischen dem Nocken und dem Kolben bildet. Wenn die Nocken Querkerben aufweisen, liegt jeder erhöhte Abschnitt in radialer Richtung an der innersten Stelle der jeweiligen Kerbe.As another preferred feature, each cam may have a leading edge with a raised portion arranged to form a point, line or surface for initial contact between the cam and the piston. When the cams have transverse notches, each raised portion is located radially at the innermost point of the respective notch.

Ein weiteres bevorzugtes Merkmal liefert einen elastischen Anfangskontaktpunkt an jedem Kolben, um den Anfangskontakt zwischen Kolben und Nocken zu Beginn jedes Zyklus der Hin-und Herbewegung abzufedern.Another preferred feature provides a resilient initial contact point on each piston to provide initial contact between To cushion the piston and cam at the beginning of each cycle of reciprocating motion.

Alternativ oder in Kombination mit dem elastischen Anfangskontaktpunkt weisen die Kolben und/oder die umgebenden Zylinder elastische Kontaktlinien oder Kontaktpunkte auf, um jeden Kolben am innersten Wendepunkt seiner hin-und hergehenden Bewegung abzufedern. Vorzugsweise werden die elastischen Kontaktlinien und/oder -punkte durch elastisches Siliziummaterial gebildet.Alternatively, or in combination with the elastic initial contact point, the pistons and/or the surrounding cylinders have elastic contact lines or contact points to cushion each piston at the innermost turning point of its reciprocating movement. Preferably, the elastic contact lines and/or points are formed by elastic silicon material.

Short description of the drawings

Anhand eines Beispieles wird nun lediglich eine bevorzugte Ausführung der Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. Die Zeichnungen stellen folgendes dar:By way of example only a preferred embodiment of the invention will now be described with reference to the accompanying drawings. The drawings show the following:

Fig. 1 ist eine perspektivische Explosions-Teildarstellung der Hauptbetriebselemente eines Verbrennungsmotors, der die Erfindung verkörpert.Fig. 1 is a partially exploded perspective view of the major operating elements of an internal combustion engine embodying the invention.

Fig. 2 ist ist ein mehrfach geschnittener axialer Aufriß des in Fig. 1 gezeigten Motors;Fig. 2 is a multi-section axial elevation of the engine shown in Fig. 1;

Fig. 3 ist eine dreiteilige (3a, 3b, 3c) schematische Darstellung in Form eines axialen Aufrisses eines Betriebsmerkmals des Motors gem. Fig. 1 und 2;Fig. 3 is a three-part (3a, 3b, 3c) schematic representation in axial elevation of an operating feature of the engine of Figs. 1 and 2;

Fig. 4 ist ein geschnittener radialer Aufriß des in Fig. 1 und 2 gezeigten Motors;Fig. 4 is a sectional radial elevation of the engine shown in Figs. 1 and 2;

Fig. 5 ist eine Detailansicht eines einzelnen Bauteils des Motors mit einem bevorzugten Profil;Fig. 5 is a detailed view of a single component of the engine with a preferred profile;

Fig. 6 ist eine axiale Ansicht einer anderen Ausführung der Erfindung;Fig. 6 is an axial view of another embodiment of the invention;

Fig. 7 ist eine Ansicht ähnlich der in Fig. 3, der jedoch weitere bevorzugte Merkmale zeigt.Fig. 7 is a view similar to that in Fig. 3, but showing further shows preferred characteristics.

Description of the preferred version

Der in den Zeichnungen dargestellte Motor ist allgemein ein Radialkolbenmotor mit zwölf Kolben mit einem im wesentlichen konventionellen Zweitakt-Verbrennungszyklus. Der größte Teil des Motors befindet sich in einem Gehäuse oder in einem Block 1, das im allgemeinen nur radialen Kräften unwesentlicher Größe standhalten muß und das daher leicht und von einfacher Konstruktion sein kann.The engine shown in the drawings is generally a 12-piston radial piston engine with an essentially conventional two-stroke combustion cycle. The greater part of the engine is housed in a casing or block 1 which generally has to withstand only insignificant radial forces and which may therefore be light and of simple construction.

Das Gehäuse 1 weist zwölf in Radialrichtung gleich beabstandete und radial ausgerichtete zylindrische Hohlräume 2 auf, die so ausgeführt sind, daß sie die Kolben/Zylinderbaugruppen 3 in einer engen Gleitpassung aufnehmen können. Die Kolben/Zylinderbaugruppen 3 sind in ihrer Position verschraubt und werden später detailliert beschrieben.The housing 1 has twelve radially equally spaced and radially aligned cylindrical cavities 2 which are designed to accommodate the piston/cylinder assemblies 3 in a close sliding fit. The piston/cylinder assemblies 3 are bolted into position and will be described in detail later.

Die Hauptlager 4 sind an den jeweiligen axialen Enden des Gehäuses 1 angeordnet und sie lagern drehbar die Hauptwelle 5 mit ihren starr befestigten Rotoren 6 zwischen den beiden Hauptlagern 4. Die Rotoren 6 tragen eine Anzahl von Nockenwellen 7, die parallel zur Hauptwelle 5 angeordnet sind und sich in den Sekundärlagern 8 drehen. Es sind sechs Nockenwellen 7 vorhanden und, wie aus Fig. 2 und 3 ersichtlich ist, weist jede Nockenwelle 7 drei Nocken 9 auf. Die Nocken 9 der angrenzenden Wellen 7 überlappen sich etwas, so daß bei Betrieb der Vorrichtung jeder Kolben sich jederzeit während seiner Hin-und Herbewegung im Eingriff mit einem Nocken einer Welle 7 befindet.The main bearings 4 are arranged at the respective axial ends of the housing 1 and they rotatably support the main shaft 5 with its rigidly attached rotors 6 between the two main bearings 4. The rotors 6 carry a number of camshafts 7 which are arranged parallel to the main shaft 5 and rotate in the secondary bearings 8. There are six camshafts 7 and, as can be seen from Fig. 2 and 3, each camshaft 7 has three cams 9. The cams 9 of the adjacent shafts 7 overlap slightly so that when the device is in operation each piston is in engagement with a cam of a shaft 7 at all times during its reciprocating movement.

Die Nockenwellen 7 tragen Planetenzahnräder 10 auf dem Äußeren der Sekundärlager 8, die an den Wellen 7 so befestigt sind, daß sie sich als integriertes Bauteil drehen. Jedes der Planetenzahnräder 10 befindet sich mit einem der beiden Zahnkränze 11 im Eingriff, die in den Radialebenen jedes axialen Endes des Gehäuses 1 befestigt sind. Somit bewirkt die Drehung der Hauptwelle 5 eine Umlaufbewegung der Wellen 7 um die Hauptwelle 5 und eine proportionale Drehbewegung um ihre jeweilige eigene Achse. Die Wellen 7 drehen sich alle mit der gleichen Drehzahl die der Drehzahl der Hauptwelle 5 proportional ist und die durch das Übersetzungsverhältnis zwischen den Planetenzahnrädern 10 und dem Zahnkranz 11 bestimmt wird.The camshafts 7 carry planetary gears 10 on the outside of the secondary bearings 8 which are fixed to the shafts 7 so as to rotate as an integral component. Each of the planetary gears 10 is in engagement with one of the two ring gears 11 fixed in the radial planes of each axial end of the housing 1. Thus, the rotation of the main shaft 5 an orbital movement of the shafts 7 around the main shaft 5 and a proportional rotary movement around their respective own axis. The shafts 7 all rotate at the same speed which is proportional to the speed of the main shaft 5 and which is determined by the transmission ratio between the planetary gears 10 and the ring gear 11.

Die Enddeckel 12 schliefen dichtend die Rädergetriebe ab, die aus dem Zahnkranz 11 und aus den Planetenzahnrädern 10 bestehen, sie stützen in geeigneter Weise die Hauptlager 4 ab und ermöglichen das abgedichtete Austreten der Hauptwelle 5, um eine Leistungsabnahme zu erhalten.The end covers 12 seal the gear trains, which consist of the ring gear 11 and the planetary gears 10, they suitably support the main bearings 4 and enable the sealed exit of the main shaft 5 in order to obtain a power take-off.

In Fig. 2 ist eine im Gehäuse 1 angeordnete Kolben/Zylinder- Baugruppe 3 gezeigt. Der Kolben 13 kann sich in Radialrichtung im Zylinder 14 hin- und herbewegen, der als Konstruktionseinheit einen Kopfteil 15 und einen Zyylinderbohrungsteil 16 aufweist. Vielleicht am besten in Fig. 3 zu sehen, kann der Bohrungsteil 16 in zwei Teile unterteilt werden, in einen radialen äußeren Teil 17 und in einen radial inneren Teil 18, geteilt durch eine Zylinderzwischenquerwand 19. Der Kolben 13 besteht aus einer oberen Kolbenhälfte 20 und aus einer unteren Kolbenhälfte 21, die starr durch drei im Querschnitt runde Stangen 22 verbunden sind, die in Radialrichtung in gleichem Abstand um die Mittellinie des Kolbens 13 angeordnet sind. Die Stangen 22 verlaufen durch die abgedichteten Öffnungen in der Zylinderzwischenwand 19. Eine solche Konstruktion bildet drei Kammern 17, 18 und 24 mit variablen Volumen, wobei die Kammer 24 die Verbrennungskammer zwischen der oberen Kolbenhälfte 20 und dem Zylinderkopf 15 ist.In Fig. 2 a piston/cylinder assembly 3 is shown arranged in the housing 1. The piston 13 can move radially back and forth in the cylinder 14 which has as a structural unit a head portion 15 and a cylinder bore portion 16. Perhaps best seen in Fig. 3, the bore portion 16 can be divided into two parts, a radially outer portion 17 and a radially inner portion 18, divided by an inter-cylinder transverse wall 19. The piston 13 consists of an upper piston half 20 and a lower piston half 21, which are rigidly connected by three rods 22 of round cross section, which are arranged radially at equal distances around the center line of the piston 13. The rods 22 pass through the sealed openings in the cylinder intermediate wall 19. Such a construction forms three chambers 17, 18 and 24 with variable volumes, the chamber 24 being the combustion chamber between the upper piston half 20 and the cylinder head 15.

In Fig. 3 ist die Fluidpumpwirkung gezeigt, die die beiden Kolben 13a, 13b eines zusammenwirkenden Kolbenpaars in einer asynchronen Hin- und Herbewegung hält. Die Kammern mit dem variablen Volumen 18a, 18b, die zwischen der unteren Kolbenhälfte 21 und der Zylinderzwischenwand 19 jedes Paars der Kolben/Zylinder- Baugruppen 3 gebildet werden (Fig. 1) sind mit einem Fluid gefüllt und durch eine Fluidverbindung verbunden. Das Gesamtvolumen des Fluids bleibt für inkompressible Flüssigkeiten konstant und bleibt im wesentlichen konstant für kompressible Gase. Das Volumen einer Kammer 18b des Kolbens 13b , der sich nach außen bewegt, wird reduziert und pumpt somit das Fluid nach außen in die entsprechende Kammer 18a des anderen Kolbens 13a, bewirkt dadurch einen Druckanstieg in der Kammer 18a, der ein Zurückziehen ihres Kolbens 13 zur Folge hat. Während des Normalbetriebes des Verbrennungsmotors dient dieser Mechanismus lediglich als Sicherheitsfaktor. Normale Verbrennungsdrücke drücken den sich zurückziehenden Kolben 13 nach innen und bewirken eine Drehung der mit ihm verbundenen Welle 7a und eine Umlaufbewegung der Welle, wodurch wiederum der andere Kolben 13b des Paares vorwärtsbewegt wird. Bei den Start- und Stoppvorgängen oder bei bestimmten Störungen, hält jedoch die Pumpwirkung des ersten Fluids zwischen den beiden Kammern 18a, 18b die Kolben 13 jedes Paars in ihrer korrekten 180º-Phasenverschiebungs-Hin- und Herbewegung.In Fig. 3 the fluid pumping action is shown which keeps the two pistons 13a, 13b of a cooperating piston pair in an asynchronous reciprocating motion. The variable volume chambers 18a, 18b formed between the lower piston half 21 and the cylinder intermediate wall 19 of each pair of piston/cylinder assemblies 3 (Fig. 1) are filled with a fluid filled and connected by a fluid connection. The total volume of fluid remains constant for incompressible liquids and remains substantially constant for compressible gases. The volume of one chamber 18b of the piston 13b moving outwards is reduced, thus pumping the fluid outwards into the corresponding chamber 18a of the other piston 13a, thereby causing a pressure increase in the chamber 18a which results in retraction of its piston 13. During normal operation of the internal combustion engine, this mechanism serves merely as a safety factor. Normal combustion pressures urge the retracting piston 13 inwards, causing rotation of the shaft 7a connected to it and orbiting the shaft, which in turn advances the other piston 13b of the pair. However, during start-up and stop operations or in the event of certain disturbances, the pumping action of the first fluid between the two chambers 18a, 18b maintains the pistons 13 of each pair in their correct 180º phase shift reciprocating motion.

Das Übersetzungsverhältnis des Planetenzahnrades 10 zum Zahnkranz 11 ist unter Berücksichtigung der Anzahl der Wellen 7, der Anzahl der Nocken 9 pro Welle 7 und der Anzahl der Kolben 13 gewählt, um zu sichern, dar während der Drehung des Motors, wenn jede Welle 7 auch orbital direkt radial unter jedem Kolben 13a, 13b positioniert ist, ihrer Nocken 9 wiederum radial ausgerichtet mit jedem Kolben 13 sind. Somit ist die Welle 7a, die in Fig. 3(a) gezeigt ist, radial direkt unter dem Kolben 13a positioniert, während in Fig. 3(c) die Welle 7a radial unter dem Kolben 13b positioniert ist und sich entgegen dem Uhrzeigersinn um eine drittel Umdrehung gedreht hat (in dieser Ausführung sind drei Nocken 9 für jede Welle 7 vorhanden). Weiterhin ist aus der Fig. 3(a) ersichtlich, daß, wenn der Nocken 9c der Welle 7b den Kontakt mit der unteren Kolbenhälfte 21b verliert, ein Nocken 9b der nächsten ankommenden Welle 7a mit der unteren Kolbenhälfte 21b kommt und dabei den sich entfernenden Nocken überlappt. Gleichermaßen ersetzt Fig. 3(c) der Nocken 9d den Nocken 9a bei der Berührung mit der unteren Hälfte 21a des Kolbens 13a. Dieser Punkt der gleichzeitigen Berührung der Nocken 9 der benachbarten Wellen 7 liegt in der unteren Bewegungsposition des jeweiligen Kolbens 13 (äquivalent zum unteren Totpunkt bei einem bekannten Kurbel/Pleuelstangen-Mechanismus).The gear ratio of the planetary gear 10 to the ring gear 11 is chosen taking into account the number of shafts 7, the number of cams 9 per shaft 7 and the number of pistons 13, to ensure that during rotation of the engine, when each shaft 7 is also orbitally positioned directly radially under each piston 13a, 13b, its cams 9 are in turn radially aligned with each piston 13. Thus, the shaft 7a shown in Fig. 3(a) is positioned radially directly under the piston 13a, while in Fig. 3(c) the shaft 7a is positioned radially under the piston 13b and has rotated counterclockwise by one third of a turn (in this embodiment there are three cams 9 for each shaft 7). Furthermore, it can be seen from Fig. 3(a) that when the cam 9c of the shaft 7b loses contact with the lower piston half 21b, a cam 9b of the next incoming shaft 7a comes into contact with the lower piston half 21b and thereby overlaps the departing cam. Similarly, Fig. 3(c) the cam 9d replaces the cam 9a in contact with the lower half 21a of the piston 13a. This The point of simultaneous contact of the cams 9 of the adjacent shafts 7 is in the lower movement position of the respective piston 13 (equivalent to the bottom dead center in a known crank/connecting rod mechanism).

Durch diesen Mechanismus befindet sich jeder der Kolben 13 kontinuierlich mit den Nocken 9 der aufeinanderfolgenden Wellen 7 in Berührung. Weiterhin zündet bei jeder vollständigen Umdrehung der Hauptwelle 5 jeder Zylinder sechsmal (d.h. einmal für jede Welle 7).By means of this mechanism, each of the pistons 13 is continuously in contact with the cams 9 of the successive shafts 7. Furthermore, for each complete revolution of the main shaft 5, each cylinder fires six times (i.e. once for each shaft 7).

Die Kammern mit dem variablen Volumen 17a, 17b, eingeschlossen zwischen der Zylinderzwischenwand 19 und den oberen Kolbenhälften 20a, 20b, werden verwendet, um ein Kraftstoff-Luft-Gemisch in einer Art und Weise wie beim Kurbelgehäuse eines konventionellen Zweitakt-Verbrennungsmotors, in die Verbrennungskammer 24 zu pumpen. Der Zylinderbohrungsteil 16 weist Einlaß-, Übergangs- und Ausgangsöffnungen auf, wobei das Öffnen und Schliefen der Öffnungen durch die Gleitfläche der oberen Kolbenhälfte 20 gesteuert und zeitlich abgestimmt wird. Wie bei den Motoren mit konventionellem Zweitakt-Verbrennungszyklus können Blattfederventile, Mehrfachöffnungen, akustische Zeitsteuerung für den Auslaß und Aufladung unter anderem verwendet werden, um die Leistungsfähigkeit des Motors zu verbessern.The variable volume chambers 17a, 17b enclosed between the cylinder partition 19 and the upper piston halves 20a, 20b are used to pump a fuel-air mixture into the combustion chamber 24 in a manner similar to the crankcase of a conventional two-stroke internal combustion engine. The cylinder bore portion 16 has inlet, transition and exhaust ports, the opening and closing of the ports being controlled and timed by the sliding surface of the upper piston half 20. As with conventional two-stroke combustion cycle engines, leaf spring valves, multiple ports, acoustic timing for the exhaust and supercharging, among others, may be used to improve the performance of the engine.

Die Nocken 9 der Wellen 7 können im Profil so gestaltet sein, dar eine asymmetrische Hin-und Herbewegung entsteht. Fig. 5 zeigt ein Profil, das so gestaltet ist, dar sich beim Leistungstakt nach unten eine geringere Kolbengeschwindigkeit ergibt als beim Verdichtungstakt nach oben. das ermöglicht unter anderem eine bessere Spülung.The profile of the cams 9 of the shafts 7 can be designed in such a way that an asymmetrical back and forth movement occurs. Fig. 5 shows a profile that is designed in such a way that the piston speed is lower during the power stroke than during the compression stroke. This enables, among other things, better scavenging.

Weiterhin ist in Fig. 5 ein elastischer Einsatz 25 zu erkennen, der in einer unteren Stirnfläche der unteren Kolbenhälfte 21 so angeordnet ist, dar er sich am Punkt der ersten Berührung mit einem Nocken 9 befindet, um, wenn erforderlich, ein gewisses Abfedern zu gewährleisten.Furthermore, in Fig. 5, an elastic insert 25 can be seen, which is arranged in a lower end face of the lower piston half 21 in such a way that it is located at the point of first contact with a cam 9 in order to ensure a certain amount of cushioning if necessary.

Der Verbrennungszyklus des Motors ist aus der Fig. 3a ersichtlich, wobei der Kolben 13b seinen Verdichtungstakt beginnt. Die Verbrennungskammer 24 ist bereits zumindestens teilweise mit einer Kraftstoff-Luft-Mischung gefüllt, die allmählich verdichtet wird, wenn die Verbrennungskammer 24b in der Größe verringert wird (Fig. 3b), wenn sich die Welle 7 durch die Wirkung des Kolbens 13a bei seinem Leistungstakt entgegen dem Uhrzeigersinn dreht. Wie die Welle 7a den Kolben 13b während ihrer Drehung entgegen dem Uhrzeigersinn bewegt, bewirkt sie auch, daß die Rotoren 6 sich durch das Zusammenwirken des Planetenzahnrades 10 mit dem Zahnkranz 11 entgegen dem Uhrzeigersinn drehen.The combustion cycle of the engine is shown in Fig. 3a, where the piston 13b begins its compression stroke. The combustion chamber 24 is already at least partially filled with a fuel-air mixture which is gradually compressed as the combustion chamber 24b is reduced in size (Fig. 3b) as the shaft 7 rotates anticlockwise through the action of the piston 13a on its power stroke. As the shaft 7a moves the piston 13b anticlockwise during its rotation, it also causes the rotors 6 to rotate anticlockwise through the interaction of the planetary gear 10 with the ring gear 11.

Während des Aufwärts-Verdichtungstaktes des Kolbens 13b verringert die Fluidkammer 18b das Volumen und pumpt dadurch ihr Fluid durch den Kanal 23 in die entsprechende Kammer 21a des Kolbens 13a.During the upward compression stroke of the piston 13b, the fluid chamber 18b reduces the volume and thereby pumps its fluid through the channel 23 into the corresponding chamber 21a of the piston 13a.

Weiterhin wird während des Verdichtungstaktes des Kolbens 13b die Einlaßkammer 17b in ihrem Volumen verringert. Die Kammer 17b ist mit einer zugemessenen Luft/Kraftstoff-Zuführung, wie z.B. mit einem Vergaser, über eine Einlaßöffnung (nicht gezeigt) verbunden. Der Druckabfall in dem sich vergrößerndem Volumen 17b bewirkt ein Ansaugen des Luft-Kraftstoff-Gemisches in der gleichen Weise wie beim Kurbelgehäuse eines konventionellen Zweitaktmotors.Furthermore, during the compression stroke of the piston 13b, the intake chamber 17b is reduced in volume. The chamber 17b is connected to a metered air/fuel supply, such as a carburetor, via an intake port (not shown). The pressure drop in the increasing volume 17b causes the air-fuel mixture to be sucked in in the same way as in the crankcase of a conventional two-stroke engine.

Die Welle 7a dreht sich unter der Wirkung des Leistungstaktes des Kolbens 13a weiter entgegen dem Uhrzeigersinn und führt eine Orbitalbewegung im Uhrzeigersinn aus, wobei sie den Verdichtungskolben 13b in seine oberste Stellung bringt, in der das brennbare Luft/Kraftstoff-Gemisch bereits gezündet hat, und, wie bei konventionellen Verbrennungsmotoren mit hin- und hergehendem Kolben, beginnt dann der Leistungstakt des Kolbens.The shaft 7a continues to rotate anticlockwise under the action of the power stroke of the piston 13a and performs an orbital movement in the clockwise direction, bringing the compression piston 13b to its uppermost position in which the combustible air/fuel mixture has already ignited and, as in conventional internal combustion engines with a reciprocating piston, the power stroke of the piston then begins.

In der in Fig. 3c gezeigten Position hat die Fluidkammer 18b ebenfalls ihr geringstes Volumen erreicht, während die Ansaugkammer 17b ihr maximales Volumen erreicht hat. Unter Vernachlässigung des Fluidmomentes hört das Ausströmen des Fluids aus der Kammer 18b und das Ansaugen des Luft/Kraftstoff-Gemisches in die Kammer 17b jetzt auf.In the position shown in Fig. 3c, the fluid chamber 18b has also reached its smallest volume, while the suction chamber 17b has reached its maximum volume. Neglecting of the fluid moment, the outflow of the fluid from the chamber 18b and the suction of the air/fuel mixture into the chamber 17b now stops.

Der beginnende Leistungstakt kann in Fig. 3a beim Kolben 13a erkannt werden. Das gerade gezündete Luft/Kraftstoff-Gemisch bewirkt einen stark ansteigenden Verbrennungsdruck in der Verbrennungskammer 24a, der den Kolben 13a dazu zwingt, sich nach innen zurückzubewegen, wie in Fig. 3b gezeigt ist. Der Verbrennungsdruck auf die obere Kolbenhälfte 20a wird über die Kolbenstangen 22a und die untere Kolbenhälfte 21a auf den Nocken 9a der Welle 7a übertragen. Diese Kraft erzeugt ein Drehmoment, das die Welle 7a so dreht, wie es vorher unter Bezugnahme auf den Verdichtungstakt beschrieben wurde.The beginning of the power stroke can be seen in Fig. 3a at the piston 13a. The air/fuel mixture that has just been ignited causes a sharp increase in combustion pressure in the combustion chamber 24a, which forces the piston 13a to move back inwards, as shown in Fig. 3b. The combustion pressure on the upper piston half 20a is transmitted via the piston rods 22a and the lower piston half 21a to the cam 9a of the shaft 7a. This force generates a torque that rotates the shaft 7a as previously described with reference to the compression stroke.

Während des Leistungstaktes verringert auch die Ansaugkammer 17a ihr Volumen und pumpt ihr Luft/Kraftstsoff-Gemisch über eine Übergangsöffnung (nicht gezeigt) in die Verbrennungskammer 24b, um das Luft/Kraftstoff-Gemisch aufzufüllen. Die zeitliche Steuerung der Strömung des Luft/Kraftstoff-Gemisches in die Ansaugkammer 17a und aus ihr heraus in die Verbrennungskammer 24a kann durch jede einer Anzahl konventioneller Verfahren erfolgen, einschließlich von Blattfeder-Schiebern, Zusammenwirken der Kolben mit den Öffnungsschlitzen, Scheibenventilen und Aufladen.During the power stroke, intake chamber 17a also reduces its volume and pumps its air/fuel mixture through a transfer port (not shown) into combustion chamber 24b to replenish the air/fuel mixture. Timing of the flow of air/fuel mixture into intake chamber 17a and out of combustion chamber 24a can be accomplished by any of a number of conventional methods, including leaf spring valves, piston port engagement, disc valves, and supercharging.

Das sich vergrößernde Volumen der Fluidkammer 18a wird mit dem Fluid aufgefüllt, das aus dem sich verringernden Volumen der Fluidkammer 18b gepumpt wird. Wenn aus irgendeinem Grunde eine Verbrennungsstörung auftritt oder beim Starten und Stoppen des Motors, wenn nicht der Verbrennungsdruck vorhanden ist, der das Zurückbewegen des Kolbens 13a bewirkt, vergrert sich der Druck des Fluids in der Kammer 18a unter der Pumpwirkung der sich im Volumen verringernden Fluidkammer 18b, drückt dadurch die untere Kolbenhälfte 21a radial nach innen und hält den Kontakt mit einem Nocken 9a aufrecht.The increasing volume of the fluid chamber 18a is filled with the fluid pumped from the decreasing volume of the fluid chamber 18b. When a combustion failure occurs for some reason or when starting and stopping the engine when the combustion pressure is not present to cause the piston 13a to move back, the pressure of the fluid in the chamber 18a increases under the pumping action of the decreasing volume fluid chamber 18b, thereby pushing the lower piston half 21a radially inward and maintaining contact with a cam 9a.

Fig. 6 zeigt das Innere einer Vier-Nocken-Variante gemäß der Erfindung. Wie beim Motor bereits beschrieben, ist eine orbitale Anordnung der Nockenwellen 30 vorhanden, die eine im allgemeinen entgegengesetzte Drehung in Bezug auf die Orbitalbewegungen erzwingt, die durch die Planetenzahnräder 10 und den Zahnkranz 11 hervorgerufen werden. In diesem Falle sind ebenfalls zwölf Kolben 13 vorhanden, jedoch ist jede der sechs Umlaufwellen 30 mit vier Nocken versehen (anstatt drei) und sie drehen sich daher mit 3/4 des Übersetzungsverhältnisses der Drei-Nocken-Variante, so daß ein angepaßtes Zusammenwirken der Nocken 9 mit den aufeinanderfolgenden Kolben 13 gesichert ist. Die Planetenzahnräder 10 für die angrenzenden Nockenwellen 30 sind an den entgegengesetzten axialen Enden des Gehäuses 1 angeordnet, da sie sich sonst untereinander behindern würden.Fig. 6 shows the interior of a four-cam variant according to the Invention. As already described for the engine, there is an orbital arrangement of the camshafts 30, which forces a generally opposite rotation with respect to the orbital movements caused by the planetary gears 10 and the ring gear 11. In this case, there are also twelve pistons 13, but each of the six orbital shafts 30 is provided with four cams (instead of three) and they therefore rotate at 3/4 of the gear ratio of the three-cam variant, so that an adapted interaction of the cams 9 with the successive pistons 13 is ensured. The planetary gears 10 for the adjacent camshafts 30 are arranged at the opposite axial ends of the housing 1, since otherwise they would interfere with each other.

Somit ist der Motor ein kompakter, flacher Mehrzylinder-Radialmotor, dessen Durchmesser wesentlich geringer ist, als der, der notwendigerweise bei einem konventionellerem Kurbel-Pleuelstangen-Mechanismus verwendet werden müßte. Weil der Verbrennungsprozeß selbst und die Formen der hin-und hergehenden Kolben und der Verbrennungskammer konventionell sind, sind eine optimale Verbrennungskammerform und eine Gasdichtheit leicht erreichbar.Thus, the engine is a compact, flat, multi-cylinder radial engine, the diameter of which is considerably smaller than that which would necessarily be used in a more conventional crank-connecting rod mechanism. Because the combustion process itself and the shapes of the reciprocating pistons and combustion chamber are conventional, optimum combustion chamber shape and gas tightness are easily attainable.

In Fig. 7 ist eine Anzahl von alternativen Merkmalen in einer anderen Ausführung der Erfindung dargestellt. Diese Alternativen beziehen sich insbesondere auf die Nockenwellen 7, auf die Konstruktion des Kolbens 13 und auf den Einsatz bestimmter Abfedervorrichtungen.In Fig. 7, a number of alternative features are shown in another embodiment of the invention. These alternatives relate in particular to the camshafts 7, to the construction of the piston 13 and to the use of certain cushioning devices.

Die in Fig. 7 gezeigten Nockenwellen 7a und 7c weisen erhörhte Abschnitte 31 auf, die eine Anfangsberührung der Nocken 9 mit dem elastischen Einsatz 25 an der unteren Stirnfläche des Kolbens 13 ermöglichen. Die erhöhten Abschnitt 31 befinden sich radial an der Spitze der Nocken 9, die einander überlappen. Im Vergleich zur Anordnung gemäß Fig. 4 sind die Nocken 9 der angrenzenden Nockenwellen 7 koplanar (in der gleichen Ebene liegend) und die Spitzen weisen symmetrische Abschnitte auf, wie es in Fig. 7a gezeigt ist, um ihre überlappende Bewegung zu ermöglichen. Somit erstrecken sich die erhöhten Abschnitte 31 über die volle Breite jedes Nocken 9 und es kann eine maximale Kontaktfläche mit dem elastischen Einsatz 25 erreicht werden.The camshafts 7a and 7c shown in Fig. 7 have raised portions 31 which allow initial contact of the cams 9 with the resilient insert 25 on the lower face of the piston 13. The raised portions 31 are located radially at the tip of the cams 9 which overlap each other. Compared to the arrangement according to Fig. 4, the cams 9 of the adjacent camshafts 7 are coplanar (lying in the same plane) and the tips have symmetrical portions as shown in Fig. 7a to allow their overlapping movement. Thus, the raised portions 31 extend over the full width of each cam 9 and a maximum contact area with the elastic insert 25 can be achieved.

Durch das Überwiegen des Zyklus der Hin- und Herbewegung ist der Kontakt zwischen jedem Nocken 9 und dem Kolben 13 ein im wesentlichen rollender Kontakt des Spitzenteils des Nockens 9 mit dem gehärteten Stahleinsatz 26. Der Einsatz 26 ist mit geeigneten Schrauben 27 starr am Kolben 13 befestigt, obwohl viele andere ausführbare Befestigungsverfahren bekannt sind.By predominating the cycle of reciprocating motion, the contact between each cam 9 and the piston 13 is essentially rolling contact of the tip portion of the cam 9 with the hardened steel insert 26. The insert 26 is rigidly secured to the piston 13 by suitable screws 27, although many other feasible securing methods are known.

Die Zylinderzwischenwand 19 weist drei elastische Siliziumringe 29 auf. Zwei dieser Ringe 29 sind in der oberen Fläche der Zwischenwand 19 angeordnet und federn den Kolben 13 an seinem radial innersten Umkehrpunkt in seinem Hin-und Herbewegungszyklus ab, weil die Innenfläche der oberen Kolbenhälfte 20 die Siliziumringe 29 berührt. In gleicher Weise sichert der dritte Siliziumring 29 an der radial innersten Stirnfläche der Zwischenwand 19 ein Abfedern am radial äußersten Umkehrpunkt des Kolbens 13, an dem die äußerste Oberfläche der unteren Kolbenhälfte 21 den Siliziumring 29 berührt. Die drei Siliziumringe 29 sind in geeigneter Weise konzentrisch angeordnet.The cylinder intermediate wall 19 has three elastic silicon rings 29. Two of these rings 29 are arranged in the upper surface of the intermediate wall 19 and cushion the piston 13 at its radially innermost turning point in its reciprocating cycle because the inner surface of the upper piston half 20 contacts the silicon rings 29. In the same way, the third silicon ring 29 on the radially innermost end surface of the intermediate wall 19 ensures cushioning at the radially outermost turning point of the piston 13 where the outermost surface of the lower piston half 21 contacts the silicon ring 29. The three silicon rings 29 are suitably arranged concentrically.

Ein Siliziumring 28 mit rechteckigem Querschnitt ist innen am Boden des Zylinders 16 vorgesehen zur Berührung mit dem radial nach innen gegenüberliegenden Oberflächenabschnitt der unteren Kolbenhälfte 21. Dieser weitere Siliziumring 28 ist in der Größe so gestaltet und so angeordnet, dar eine Anfangsgeschwindigkeitsverringerung und eine Anfangsbeschleunigung des Kolbens während seines Durchganges durch den radial innersten Wendepunkt seines Zyklus der Hin-und Herbewegung gesichert wird. Während dieser Geschwindigkeitsverringerung des Kolbens 13 speichert der Gummiring 28 die verbleibende Verbindungsenergie des Kolbens 13 und setzt sie wieder um, so dar eine radial nach außen gerichtete Beschleunigung des Kolbens 13 beginnt, wenn, oder kurz bevor, der erhöhte Abschnitt 31 des Nockens 9c den elastischen Einsatz 25 berührt.A silicon ring 28 of rectangular cross section is provided internally at the bottom of the cylinder 16 for contact with the radially inwardly opposite surface portion of the lower piston half 21. This further silicon ring 28 is sized and arranged to ensure an initial deceleration and acceleration of the piston during its passage through the radially innermost turning point of its cycle of reciprocating motion. During this deceleration of the piston 13, the rubber ring 28 stores the remaining coupling energy of the piston 13 and redistributes it so that a radially outward acceleration of the piston 13 begins when, or just before, the raised portion 31 of the cam 9c contacts the elastic insert 25.

Obwohl die bevorzugte Ausführung mit zwölf Zylindern beschrieben wurde, gibt es keine Begrenzung in der Anzahl der Zylinder, die verwendet werden dürfen. Gleichermaßen können die Zylinderbohrung und der Kolbenhub jede Kombination von Abmessungen besitzen.Although the preferred design has been described as having twelve cylinders, there is no limit to the number of cylinders that may be used. Likewise, the cylinder bore and piston stroke may have any combination of dimensions.

Ein wichtiger Faktor für die Leistungsfähigkeit des Motors ist die innere Reibung. Für Hochleistungsmotoren vielleicht am wichtigsten ist die Kolben/Zylinder-Reibung, wo sich die Schmierung in einem begrenzten Zustand befindet. Beim Motor gemäß der vorliegenden Erfindung gibt es im wesentlichen keine auf den Kolben wirkende Querkraft, während in einem konventionellen Kurbel/Pleuelstangen-Mechanismus eine beträchtliche Seitenkraft über die Pleuelstange auf den Kolben wirkt, insbesondere bei hohen Motordrehzahlen.An important factor in engine performance is internal friction. Perhaps most important for high performance engines is piston/cylinder friction, where lubrication is in a limited condition. In the engine according to the present invention there is essentially no side force acting on the piston, whereas in a conventional crank/rod mechanism there is a considerable side force acting on the piston via the connecting rod, especially at high engine speeds.

Alle sich bewegenden Bauteile des Motors können relativ leicht und mit kleinem Drehmoment gestaltet werden, dadurch kann der Motor leichter drehen als ein konventioneller Motor mit Kurbel und Pleuelstange. Das geringe Drehmoment beeinträchtigt die Leistungsfähigkeit bei sehr geringen Motordrehzahlen nicht, weil eine grobe Anzahl von Zündungen pro Umdrehung der Ausgangswelle in gleichmäßigen Abständen erfolgt.All moving parts of the engine can be designed to be relatively light and have low torque, allowing the engine to turn more easily than a conventional crank and connecting rod engine. The low torque does not affect performance at very low engine speeds because a large number of firings per revolution of the output shaft occur at even intervals.

Die Motorleistung kann leicht innerhalb einer vorgegebenen Größenordnung durch einfaches Entfernen von Zylindern und ihren Ersatz durch andere Zylinder mit einer anderen Kolbengröße vergrößert werden. Wenn eine wesentliche Veränderung der Motorleistung gewünscht wird, ist sicherlich ein größeres Motorgehäuse erforderlich. Die physikalischen Abmessungen des Motors erhöhen sich jedoch nur zu einem Bruchteil in Bezug auf die Erhöhung der Motorleistung und man kann sagen, daß sich bei einem Motor mit doppelter Breite und doppeltem Gesamtdurchmesser die Motorleistung das Achtfache beträgt.Engine power can easily be increased within a given order of magnitude by simply removing cylinders and replacing them with other cylinders of a different piston size. If a significant change in engine power is desired, a larger engine casing is certainly required. However, the physical dimensions of the engine only increase by a fraction in relation to the increase in engine power and it can be said that for an engine with double the width and double the overall diameter, the engine power increases eightfold.

Claims

1. Machine with a primary axis, consisting of:

a number of radially reciprocating pistons (13) arranged radially to the primary axis and

a circular arrangement of camshafts (7, 9) for orbital forced movement about the primary axis, each shaft (7) being rotatable about a respective secondary axis parallel to the primary axis and the planes of the cams (9) lying approximately in the radial plane of the pistons (13) and in which during the rotation and orbital movement of the shafts (7) and the reciprocating movement of the pistons (13) each piston (13) maintains substantially continuous contact with at least one cam (9) during each cycle of the reciprocating movement of the piston (13) and characterized in that the camshafts (7, 9) are driven via a gearbox at a speed which is a predetermined fraction of their orbital speed and the adjacent camshafts (7, 9) partially overlap so that a substantially time-delay-free transition between each successive cycle of the reciprocating and Forward movement of each piston l3, defined by the period between the contact and the separation of the respective cam (9) and the piston (13).

2. A machine according to claim 1, in which the pistons (13) are arranged in pairs and the pistons (13) of each pair pump fluid from one pair to the other in response to the reciprocating movement of the piston in such a way that substantially asynchronous reciprocating movement of the pistons (13) of each pair is maintained.

3. Machine according to claim 2, further comprising a main shaft (5) which is rotatable about the primary axis and which is in a torque transmitting connection with the arrangement of camshafts (7, 9).

4. Machine according to claim 3, in which the main shaft (5) further comprises a pair of parallel spaced apart rigid radial webs (6) which rotatably support the camshafts (7, 9) therebetween, which are arranged at equal intervals on a pitch circle of the webs (6).

5. Machine according to claim 4, in which the predetermined ratio of the rotational speed to the orbital speed of the camshafts (7,9) is influenced by meshing planetary gears (10) and gear rings (11), the planetary gears (10) being rigidly connected concentrically to each shaft (7) and the gear ring (11) being fixed concentrically to the primary axis.

6. Machine according to claim 1, in which the predetermined ratio of the speed of rotation to the speed of revolution of the camshafts (7, 9) is influenced by meshing planetary gears (10) and gear rings (11), the planetary gears (10) being rigidly connected concentrically to each shaft (7) and the gear ring (11) being fixed concentrically to the primary axis.

7. Machine according to claim 5, in which the ring gear (11) is fixed to a housing (1) which rotatably supports the main shaft (5) in the bearings (4).

8. A machine according to claim 7, in which each piston (13) is housed in a cylinder (14) and together form a lower chamber (18) of variable volume which constitutes a liquid pumping chamber radial to the piston (13) and which is filled with liquid to be pumped between the respective pumping chambers (18) of the pair of pistons (13) in response to the reciprocal movement of the piston.

9. A machine according to claim 8, in which each piston (13) and the respective cylinder (14) further comprises an upper chamber (24) with variable volume chamber arranged radially outside the piston (13) between a cover (20) of the piston (13) and a radially outer closed end of the cylinder, and the upper chamber (24) with variable volume serves as a combustion chamber.

10. Machine according to claim 9, in which each piston (13) is provided with a cap (20) and a crown (21) which are semi-rigidly connected by at least one radially oriented rod (22) which passes sealingly through an intermediate transverse wall (19) of the cylinder to form a liquid pumping chamber (18) between the piston crown half (21) and the intermediate cylinder wall (19), the upper chamber (24) with variable volume between the piston crown half (20) and the closed end of the cylinder (14) and to form an intermediate chamber (17) with variable volume between the piston crown half (20) and the intermediate cylinder wall (19) which constitutes an induction chamber for pumping useful air and/or control air or an air/fuel mixture into the combustion chamber (24) as part of the combustion process.

11. Machine according to claim 1, in which each piston (13) is provided with a cap (20) and a bottom (21) which are semi-rigidly connected by at least one radially oriented rod (22) which passes sealingly through an intermediate wall (19) of the cylinder to form a liquid pumping chamber (18) between the piston half-bottom (21) and the intermediate cylinder wall (19).

12. A machine according to claim 11, in which the liquid pumping chamber (18a) of each piston (13a) is fluidly connected to the respective liquid pumping chamber (18b) of an adjacent piston (13b), the connected liquid pumping chambers (18a, 18b) being filled with a liquid to cause an asynchronous reciprocating movement of the respective pistons (13a, 13b) of each piston pair.

13. A machine according to claim 1, in which the cams (9) lie in a common plane and have tip portions which overlap with the tip portions of the respective adjacent cams (9) during the orbital movement of the shafts.

14. Machine according to claim 1, in which the cams (9) of each camshaft (7) lie in one of two parallel planes slightly spaced from each other, the cams (9) of the adjacent camshafts overlap during rotation and are respectively located in one and in the other of the two parallel planes.

15. A machine according to claim 1, in which each cam (9) has a raised portion at a leading edge located on the cam (9) to form a point, line or surface for initial contact between the cam (9) and the piston (13).

16. A machine according to claim 15, in which each piston (13) has a resilient insert (25) at the point, line or area of initial contact.

17. Machine according to claim 1, further comprising elastic cushions (28, 29) attached to the pistons (13) and/or the cylinders surrounding the pistons are adapted to the elastic cushions of the pistons (13) at the outer and inner turning points of their reciprocating movement.

18. A machine according to claim 17, in which the resilient pads (28, 29) are silicon rings arranged concentrically with the respective pistons (13) and secured to the radially opposed surfaces of the cylinders (16) surrounding the pistons, and in which the pistons (13) have corresponding radially opposed surfaces to contact the silicon rings at least at the radially innermost turning point of the piston's reciprocating motion.